Биовдохновленное покрытие для медицинских устройств отталкивает кровь и бактерии

Имплантированные устройства или те, что контактируют с кровью, сталкиваются с двумя критическими угрозами: образованием тромбов и бактериальной инфекцией.

Ученые из Гарварда разработали новое поверхностное покрытие для медицинских устройств из материалов, уже одобренных FDA. Оно отталкивало кровь на более чем 20 протестированных субстратах (от пластика до стекла и металла) и подавляло образование биопленок, как сообщается в Nature Biotechnology.

Принцип работы: адаптированная технология SLIPS

Идея покрытия развилась из технологии SLIPS (Slippery Liquid-Infused Porous Surfaces), вдохновленной скользкой поверхностью хищного растения-кувшина. Для плоских медицинских поверхностей команда адаптировала подход, используя естественную шероховатость химически модифицированных устройств.

Состав покрытия TLP

В двухэтапном процессе:

  1. Химически присоединяется монослой перфторуглерода (аналог тефлона).
  2. Добавляется слой жидкого перфторуглерода (широко применяемого в медицине). Полученная поверхность названа Tethered-Liquid Perfluorocarbon (TLP).

Ключевые результаты испытаний

  • В опытах на свиньях: Покрытые TLP катетеры, имплантированные в крупные сосуды, предотвращали свертывание крови не менее 8 часов без использования антикоагулянтов (гепарина).
  • Стабильность: Покрытие сохраняло свойства более года при хранении и оставалось стабильным при полном диапазоне клинически значимых напряжений сдвига (скоростей кровотока).
  • Защита от бактерий: При выращивании Pseudomonas aeruginosa в трубках с покрытием TLP более 6 недель, смогло прикрепиться менее одной миллиардной бактерий. Покрытые центральные венозные катетеры значительно снижали риск сепсиса (CLABSI).
  • Механизм: Покрытие отталкивало компоненты крови, вызывающие свертывание (фибрин и тромбоциты).

Перспективы

Исследователи видят потенциал для применения в более сложных системах, таких как аппараты для диализа и ЭКМО. Разработка стала результатом междисциплинарного сотрудничества специалистов по гематологии, иммунологии, химии поверхностей и материаловедению.